案例1 2004年11月10日，一起10kV變電站母線故障是由10kV開(kāi)關(guān)短路引起的，導(dǎo)致變電站全停，部分10kV設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。

故障原因分析

現(xiàn)場(chǎng)檢查:母聯(lián)斷路器柜(福州高科技高壓電器有限公司產(chǎn)品)帶電顯示傳感器燒損最嚴(yán)重:a、b相燒成灰燼，c相稍好；結(jié)合斷路器觸頭燒損情況，C相觸頭基本完好，A相燒損輕微，B相燒損最嚴(yán)重。據(jù)推測(cè)，故障是由B相充電顯示器的傳感器引起的，導(dǎo)致電弧相之間短路。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證事故原因，用兩個(gè)傳感器解剖了開(kāi)關(guān)柜范圍內(nèi)未損壞的實(shí)時(shí)顯示傳感器。發(fā)現(xiàn)內(nèi)芯棒填料軟化，存在薄弱的絕緣點(diǎn)。10kV系統(tǒng)失地引起的過(guò)電壓導(dǎo)致傳感器內(nèi)部局部放電，逐漸發(fā)展為擊穿，導(dǎo)致相間短路。

案例2:2010年8月12日，a 變電站#1主變壓器低壓側(cè)631開(kāi)關(guān)因發(fā)熱導(dǎo)致內(nèi)部三相短路開(kāi)關(guān)柜而燒毀。

初步分析為:1#主變10kV側(cè)631手車開(kāi)關(guān)柜A相上側(cè)梅花觸頭與內(nèi)部斷路器靜觸頭接觸不良，發(fā)熱，最終發(fā)展為梅花觸頭對(duì)靜觸頭的電弧放電，導(dǎo)致真空斷路器銅觸指嚴(yán)重?zé)龘p，散熱片熔化，靜觸頭盒燃燒，產(chǎn)生大量含金屬離子和碳化合物的煙塵，造成母線三相短路(見(jiàn)附圖)。

開(kāi)關(guān)柜故障經(jīng)常導(dǎo)致“火災(zāi)和營(yíng)地連接”事故，多面開(kāi)關(guān)柜被電弧燒傷，這是“痛苦的”和難以看到的。

事故擴(kuò)大有三個(gè)主要原因。

首先，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)柜總線室是連接的，當(dāng)間隔失敗時(shí)，電弧侵入相鄰的機(jī)柜，導(dǎo)致“火災(zāi)和營(yíng)地連接”；

其次，繼電保護(hù)整定配合不合理，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或保護(hù)存在缺陷。如果保護(hù)不動(dòng)作，故障被上部保護(hù)動(dòng)作隔離，并且由于故障時(shí)間長(zhǎng)，電弧損壞加劇。

最后一個(gè)原因是高壓電弧故障造成的保護(hù)損壞或DC電源故障，從而導(dǎo)致保護(hù)故障。短路不會(huì)在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)消失。整個(gè)高壓室中幾乎所有的開(kāi)關(guān)柜都將被燒毀。最后，主變壓器的10kv低壓架空母線會(huì)被電弧燒斷，直至跳閘超出水平，甚至主變壓器也會(huì)因長(zhǎng)期短路而損壞。

開(kāi)關(guān)柜常見(jiàn)內(nèi)部故障、原因及預(yù)防措施

高壓開(kāi)關(guān)柜合閘故障的判斷與處理

通常，高電壓開(kāi)關(guān)柜失效，通常一個(gè)或幾個(gè)元件失效。以下組件很容易出現(xiàn)故障:

1.電纜

電纜故障通常是相間短路。由于放電時(shí)間長(zhǎng)，即使是單相短路也會(huì)慢慢演變成兩相或三相短路。此時(shí)，有必要檢查故障點(diǎn)，只有在正確處理故障時(shí)才能接通電源，否則會(huì)有更多的設(shè)備燒毀。

2.電壓互感器

電壓互感器故障通常會(huì)導(dǎo)致一次側(cè)熔斷器熔斷，電壓互感器內(nèi)部的匝間、層間、相間和一相接地可能會(huì)導(dǎo)致一次側(cè)熔斷器熔斷。當(dāng)電壓互感器二次側(cè)發(fā)生故障時(shí)，如果二次側(cè)熔斷器選擇過(guò)大，很容易造成一次側(cè)熔斷器燒壞。一旦10kv電源接地，其他兩相的對(duì)地電壓將增加到根號(hào)的三倍，這將導(dǎo)致更大的電流并熔斷保險(xiǎn)絲。

3.電流互感器

電流互感器的故障通常是鐵芯過(guò)熱，嚴(yán)重時(shí)容易使互感器開(kāi)裂。電流互感器運(yùn)行中，如果過(guò)載、二次開(kāi)路或絕緣損壞導(dǎo)致放電，會(huì)引起異常聲音。此時(shí)，需要分析原因并采取相應(yīng)措施解決故障。

4.避雷器

避雷器作為保護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)備的主要部件，應(yīng)定期檢修。通常，電涌放電器的故障是由磁絕緣損壞或直接爆炸引起的。如果發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)更換電涌放電器。

對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的理解和操作

合閘故障的判斷和處理

合閘故障可分為電氣故障和機(jī)械故障。有兩種切換模式:手動(dòng)和電動(dòng)。未能手動(dòng)開(kāi)啟通常是機(jī)械故障。開(kāi)關(guān)可以手動(dòng)打開(kāi)，而開(kāi)關(guān)不能電動(dòng)打開(kāi)是電氣故障。

1.保護(hù)動(dòng)作:開(kāi)關(guān)上電前，電路中有故障保護(hù)電路，使防跳繼電器起作用。開(kāi)關(guān)接通后立即跳閘。即使轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)仍處于閉合位置，開(kāi)關(guān)也不會(huì)再次閉合并連續(xù)跳躍。

2.故障保護(hù):現(xiàn)在在高壓柜中安裝了五種保護(hù)功能。要求開(kāi)關(guān)不在操作位置或測(cè)試位置時(shí)不能接通。也就是說(shuō)，位置開(kāi)關(guān)沒(méi)有閉合，電氣開(kāi)關(guān)不能閉合。這種故障在關(guān)閉過(guò)程中經(jīng)常遇到。此時(shí)，運(yùn)行位置燈或測(cè)試位置燈不亮。輕輕移動(dòng)開(kāi)關(guān)手車，關(guān)閉動(dòng)力傳輸限位開(kāi)關(guān)。如果限位開(kāi)關(guān)的偏移距離太大，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)JYN型高壓柜中的位置開(kāi)關(guān)不能向外移動(dòng)時(shí)，可增加一個(gè)V形件，以保證限位開(kāi)關(guān)可靠閉合。

3.電氣聯(lián)鎖故障:為了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，在高壓系統(tǒng)中設(shè)置了一些電氣聯(lián)鎖。例如，在具有雙向電源引入線的單母線分段系統(tǒng)中，要求雙向引入線柜和母線耦合器柜的三個(gè)開(kāi)關(guān)中只有兩個(gè)可以組合。如果三者都關(guān)閉，將有反向動(dòng)力傳輸?shù)奈ｋU(xiǎn)。并且短路參數(shù)改變，并聯(lián)運(yùn)行短路電流增加。聯(lián)鎖電路的形式如圖4所示。進(jìn)線柜的聯(lián)鎖電路與母聯(lián)柜的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，這要求母聯(lián)柜關(guān)閉時(shí)，進(jìn)線柜可以打開(kāi)。

母聯(lián)柜的聯(lián)鎖電路與兩個(gè)進(jìn)線柜中的一個(gè)常開(kāi)一個(gè)常閉串聯(lián)，然后并聯(lián)。通過(guò)這種方式，可以確保只有當(dāng)兩個(gè)進(jìn)線柜中的一個(gè)接通而另一個(gè)斷開(kāi)時(shí)，總線耦合器才能傳輸功率。當(dāng)高壓柜不能通電時(shí)，首先要考慮是否有電氣聯(lián)鎖，不能盲目手動(dòng)切換。電氣聯(lián)鎖故障通常是操作不當(dāng)，不能滿足切換要求。例如，雖然總線耦合器一個(gè)接一個(gè)地進(jìn)入線柜，但是制動(dòng)柜中的手車被拉出并且插頭沒(méi)有插入。如果聯(lián)鎖電路出現(xiàn)故障，萬(wàn)用表可用于檢查故障位置。

通過(guò)紅燈和綠燈判斷輔助開(kāi)關(guān)故障簡(jiǎn)單方便，但不太可靠。可以用萬(wàn)用表檢查和確定。檢修輔助開(kāi)關(guān)的方法是調(diào)整固定法蘭的角度，調(diào)整輔助開(kāi)關(guān)連桿的長(zhǎng)度等。

4.控制回路中的開(kāi)路故障:控制開(kāi)關(guān)損壞和控制回路中的線路斷開(kāi)會(huì)阻止閉合線圈接收電力。此時(shí)，閉合線圈沒(méi)有動(dòng)作聲。測(cè)量線圈上沒(méi)有電壓。檢查方法是用萬(wàn)用表檢查開(kāi)路點(diǎn)。

5.合閘線圈故障:合閘線圈燒毀是短路故障。這時(shí)，異味、煙霧和短導(dǎo)火線出現(xiàn)了。閉合線圈設(shè)計(jì)用于短期運(yùn)行，通電時(shí)間不能太長(zhǎng)。關(guān)閉失敗后，應(yīng)及時(shí)查找原因，關(guān)閉不應(yīng)重復(fù)多次。尤其是CD型電磁操作機(jī)構(gòu)的閉合線圈，由于電流大，容易燒壞。

測(cè)試電力傳輸通常用于修復(fù)高壓機(jī)柜無(wú)法接通的故障。這種方法可以消除線路故障(除了變壓器溫度和氣體故障)、電氣聯(lián)鎖故障和限位開(kāi)關(guān)故障。故障位置基本上可以在手車內(nèi)確定。因此，可以采用在試驗(yàn)位置進(jìn)行試驗(yàn)送電，更換備用手車送電的方法進(jìn)行應(yīng)急處理。這樣可以事半功倍，減少停電時(shí)間。

兩個(gè)開(kāi)關(guān)柜爆炸視頻

資料來(lái)源:電力英社區(qū)電力安全生產(chǎn)

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